[发明专利]放大接口、以及用于操作放大接口的对应测量系统和方法

说明书

本公开的各个实施例涉及放大接口、对应的测量系统以及用于操作放大接口的方法。一种电子放大接口电路包括具有第一输入端子和第二输入端子的差分电流读取电路。差分电流读取电路包括由积分器加法器模块形成的连续时间∑‑Δ转换电路，该积分器加法器模块生成耦合到多电平量化器电路的输入的输出信号，多电平量化器电路被配置为输出多电平量化信号。积分器加法器模块包括差分电流积分器电路，差分电流积分器电路被配置为输出与在第一输入端子和第二输入端子处接收的电流之间的差值的积分成比例的电压。由相应参考电流驱动的数模转换器接收多电平量化信号并且将其转换成差分模拟反馈信号。积分器加法器模块将差分模拟反馈信号与在第一输入端子处和第二输入端子处形成的差分信号相加。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月15日提交的意大利专利申请号102021000006098的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例涉及测量系统。

背景技术

图1示出了典型测量系统。通常，测量系统包括传感器10和处理电路40。

特别地，传感器10被配置为提供表示待测量的量的测量信号MS。例如，传感器10可以是环境传感器，诸如温度传感器、亮度传感器等。备选地，处理电路(Proc)40被配置为处理测量信号MS。

通常，测量信号MS不直接提供给处理电路40，而是使用放大电路(Amp)20来生成放大测量信号AS。一般来说，放大电路20可以进行各种操作。例如，使用在输出处产生电流信号的传感器，放大电路20可以在输出处提供电压信号。此外，放大电路20可以被配置为仅放大测量信号MS的变化，以优选地以其最大摆幅覆盖下游电路的输入动态特性。

例如，处理电路40经常是数字电路，诸如经由软件代码进行编程的微处理器。在这种情况下，处理电路40具有与其相关联的模数(A/D)转换器30，该A/D转换器30被配置为在输入处接收放大信号AS并且在输出处提供数字信号DS，数字信号DS包括放大信号AS的数字样本。

例如，传感器10可以包括一个或多个TMOS晶体管。具体地，术语“TMOS”是指特定金属氧化物半导体(MOS)器件。特别地，该器件包括相对于集成电路的衬底被热隔离的MOS晶体管。通常，TMOS晶体管以“悬置”配置提供，使得与在其中获取它的裸片的剩余部分的热绝缘最大化。因此，这样的TMOS器件经常被称为“热隔离MOS”(由于MOS的热隔离)或简称为“热MOS”(由于其检测温度变化的能力)。

例如，这种类型的传感器在美国专利申请公开号2006/0244067、2011/0315880和2017/0205366中有描述，这些专利申请通过引用并入本文。例如，这种悬置MOS晶体管可以使用适当的微加工和干法蚀刻工艺以及传统的CMOS-SOI或SOI-CMOS(绝缘体上硅互补金属氧化物半导体)工艺来制造。

TMOS晶体管是一种用于开发新一代感测器件的元件，诸如红外(IR)温度传感器、防入侵传感器、气体流量传感器等。使用TMOS晶体管作为有源敏感元件在内部增益、传感器内的多路复用和高温灵敏度方面具有优势。由于TMOS可以在阈值以下条件下使用并且功耗极低，所以TMOS可以由电池供电，从而在移动电话、智能家居、IoT(物联网)和安全保障方面应用广泛。

如美国专利申请公开号2017/0205366中所述，必须对TMOS传感器进行适当偏置，然后对由传感器产生的小信号(由于TMOS所经受的温度变化)进行放大和后处理。因此，读取电路架构的设计对于适当检测由TMOS传感器产生的信号至关重要。